[发明专利]基于光编码的空间-偏振混合分集自由空间光通信系统

说明书

本发明实施例公开了一种基于光编码的空间‑偏振混合分集自由空间光通信系统，该通信系统中，发送组件包括光发射机、偏振/码分集光编码模块和光码空间分集光发射模块，发送组件将用户数据原始信号转换为第一光信号，再在偏振分集中进行物理层光编码再耦合，将耦合后的第一光信号通过多路准直发射透镜发射到大气中；接收组件包括光码空间分集光接收模块、半导体光放大器、偏振/码分集光解码模块和光接收机，接收组件通过多路准直接收透镜接收第二光信号并耦合再抑制湍流波动影响，在偏振分集中进行光解码再耦合，将耦合后的第二光信号进行光电转换和判决，恢复为用户数据原始信号。本发明实施例，通过物理层加密提高FSO通信安全性。

技术领域

本发明实施例涉及自由空间光通信技术领域，尤其涉及一种基于光编码的空间-偏振混合分集自由空间光通信系统。

背景技术

自由空间光(Free Space Optics，FSO)通信技术因其灵活性、低成本和高容量而备受关注。

在光纤通信基础设施部署不切实际时，FSO通信被认为是提供高速通信服务的更有吸引力的替代方案。此外，地面间现存网络大多由光纤组成，当桥梁断裂、山体滑坡等紧急情况下，FSO通信还可作为备用链路连接两端的光纤网络，减少光纤网络的铺设。由于无线信道的开放性，FSO通信容易遭受窃听。

目前FSO通信通过数据层加密提高安全性，但无法保证绝对的安全通信。

发明内容

本发明实施例提供一种基于光编码的空间-偏振混合分集自由空间光通信系统，以提高FSO通信的安全性。

本发明实施例提供了一种基于光编码的空间-偏振混合分集自由空间光通信系统，该通信系统包括：发送组件和接收组件；

所述发送组件包括光发射机、偏振/码分集光编码模块和光码空间分集光发射模块，所述光发射机用于将用户数据原始信号转换为第一光信号，所述偏振/码分集光编码模块用于在偏振分集中对该第一光信号进行物理层光编码以形成两支路光信号再耦合，所述光码空间分集光发射模块用于将耦合后的第一光信号通过多路准直发射透镜发射到大气中；

所述接收组件包括光码空间分集光接收模块、半导体光放大器、偏振/码分集光解码模块和光接收机，所述光码空间分集光接收模块用于通过多路准直接收透镜接收第二光信号并耦合以进行空间分集接收，所述半导体光放大器用于通过增益饱和特性抑制该第二光信号受湍流影响所造成的波动，所述偏振/码分集光解码模块用于在偏振分集中对该第二光信号进行光解码以得到基于光编码的空间-偏振混合分集再耦合，所述光接收机用于将耦合后的第二光信号进行光电转换，经判决恢复为用户数据原始信号。

进一步地，所述偏振/码分集光编码模块还包括第一偏振合束器，所述偏振/码分集光编码模块用于通过所述第一偏振合束器对所述两支路光信号进行耦合；

所述发送组件中的多路准直发射透镜构成多路自由空间光链路，所述光码空间分集光发射模块用于将耦合后的第一光信号通过所述多路自由空间光链路发射到大气中。

进一步地，所述接收组件中的多路准直接收透镜构成多个空间链路，所述光码空间分集光接收模块通过所述多个空间链路接收的第二光信号为该多个空间链路的混合光编码信号。

进一步地，所述光接收机的光电转换过程包括光电检测、放大、滤波和抽样判决。

进一步地，所述偏振/码分集光编码模块包括第一偏振分束器和光编码器，所述第一偏振分束器用于将所述第一光信号分为两路偏振态正交信号，所述光编码器用于分别对该两路偏振态正交信号进行编码，该两路偏振态正交信号的相对时延满足大于自由空间光信道的相干时间的条件。